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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

半导体光催化剂作为一种可以解决当代环境问题的节能技术，关注量日益增多。然而，就我们所知，目前大部分研究还是主要集中于控制半导体的表面结构，甚少有研究探索化学键对半导体的光催化性能的影响。我们通过理论数据和实验结果，探究特殊的Bi-O-S键与Bi₂(OH)₂SO₄光催化性能的关系。此研究能够帮助我们更透彻地从晶体结构方面理解光电化合物的性能，而不仅仅是从表面结构方面去考虑。因此，这一研究为提高半导体的光电化学性能提供了一个新的思路。

国内外研究现状

半导体的光电化学性能与其粒径大小、形貌、结构、表面结构以及晶体结构^[等密切相关。最近几年内的研究报道显示，电子和能带结构对半导体的光电化学性能有很大影响。例如，铋系半导体通常在降解有机化合物时表现出很强的活性。文献中指出，铋系化合物中的孤电子对容易形成杂交能带结构，而这种结构有利于电子的转移和分散。再者，李等人报道了三种不同相的二氧化钛的完全水分裂性能，揭示了晶相对这一反应的影响。此外，张等阐述了BiVO₄中的化学键对其光催化性能的影响，证明了BiVO₄的高活性源自于暴露面上极度扭曲的Bi-O多面体。最近，黄等人通过设计异质结或半导体的自掺杂调节了半导体的能带结构。

2. 研究的基本内容

在简单的水热环境中合成出Bi₂(OH)₂SO₄ 纳米棒，我们系统地探究H₂O₂和SO₄^2-加入量的多少、pH值和反应温度的高低以及反应时间的长短对生成Bi₂(OH)₂SO₄的影响。

通过理论计算数据和实验结果探究特殊的Bi-O-S键极对Bi₂(OH)₂SO₄ 纳米棒的光催化性能的影响。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：通过简单的水热合成的方法可以制得wb样品。首先，将15 ml 30 wt % h₂o₂和15ml 的去离子水混合得h₂o₂水溶液。然后，在磁力搅拌器搅拌状态下，将1mmol的bi(no₃)₃5h₂o粉末溶解于该溶液中。持续搅拌30分钟后，向该溶液中加入1mmol 的na₂so₄粉末。接着继续搅拌1小时，将混合物转移至有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜，让其在120℃下反应24小时。最后，离心分离得到样品，用去离子水洗涤样品数次后，在60℃环境中烘干5小时得到干燥样品。此后，我们在保持其他参数不变的情况下，主要考察了ph值的大小、h₂o₂的量以及so₄^2-的量的多少、水热反应温度的高低、反应时间的长短对于样品的影响。

进度安排：

预期效果：

4. 参考文献

[1] jae sung son , jung ho yu , soon gu kwon , et al.colloidal synthesis of ultrathin two-dimensional semiconductor nanocrystals[j]. advanced materlals, 2011, 23:3214-3219.

[2] asahi r, morikawa t, ohwaki t, et al. visible light photocatalysis in nitrogen-doped titanium oxides[j]. science. 2001, 293: 269-71.

[3] feng n d, wang q, zheng a, et al. understanding the high photocatalytic activity of (b, ag)-codoped tio₂ under solar-light irradiation with xps, solid-state nmr, and dft calculations[j]. journal of the american chemical society.2013,135: 1607-1616.